La meccanica è la branca della fisica che studia i moti dei corpi e si divide in tre aree: cinematica, dinamica e statica. Questa disciplina ha avuto origine dall'osservazione dei corpi celesti iniziata con le grandi civiltà del passato come i Maya.

La fisica meccanica continua a essere studiata per avere una maggiore comprensione degli eventi naturali dell'universo.

Dato che è parte dall'osservazione della realtà, la fisica meccanica spiega diversi fenomeni della nostra vita quotidiana. Per questo è la branca della fisica che viene trattata maggiormente nel programma scolastico. Gli studenti che frequentano il liceo scientifico devono prestare particolare attenzione a questa materia di indirizzo, non solo per superare le verifiche e interrogazioni, ma anche in vista degli esami di maturità.

Ecco alcune informazioni per imparare a conoscere meglio la fisica meccanica!

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Storia della fisica meccanica

La meccanica è una branca della fisica nata per capire il moto dei corpi.
Tramite la fisica gli esseri umani cercano di comprendere i fenomeni naturali dell'universo!

Gli esseri umani da sempre cercano di osservare i movimenti che avvengono sulla terra per poterne capire il funzionamento e usarli a proprio vantaggio. Le prime tracce di un tentativo di osservare i corpi celesti si hanno con le civiltà della valle dell'Indo.

In Europa, furono gli studiosi dell'antica Grecia a dare impulso allo studio sistematico delle percezioni che si avevano sul movimento. L'obiettivo di filosofi come Aristotele era quello di dare un senso alla nostra esistenza spiegando sia la natura umana, sia  il funzionamento del mondo.

Il contributo di Aristotele alla scienza è stato il pensiero logico mentre un altro contributo alla fisica venne da Archimede, che osservò il comportamento dei fluidi. La filosofia era la scienza dominante del periodo, ma studi come la biologia, la matematica, la geometrica e la fisica acquisirono sempre più spazio.

Nel Rinascimento, inizia a farsi strada l'idea che i fenomeni naturali siano governati da leggi che era possibile dimostrare. Nicolò Copernico rivoluzionò la concezione aristotelica del mondo affermando che il sole e non la terra al centro dell'universo. Il matematico polacco riuscì a dimostrare questa teoria con la matematica!

Pochi anni dopo, Galileo Galilei userà l'innovazione di allora, il cannocchiale, per confermare che la terra non era al centro dell'universo. Lo scienziato pisano è considerato il padre della scienza moderna per aver divulgato il metodo scientifico, una metodologia che richiede l'osservazione, la formulazione di ipotesi e soprattutto, la verifica delle ipotesi a conferma di una teoria.

Nel XIX secolo lo studio della fisica ha subito un notevole passo avanti, grazie all'uso di modelli matematici più complessi, alle nuove tecnologie a disposizione e a una maggiore diffusione della conoscenza.

Il XX secolo è segnato dagli studi di Albert Einstein, dalla meccanica quantistica dai passi da gigante nella conoscenza dell'energia atomica e dei buchi neri dell'universo.

Se vuoi avere più informazioni sull'evoluzione della fisica puoi visitare il sito dell'Istituto Nazionale di Fisica Nucleare.

Scopri anche di cosa si occupa la fisica!

Che cos'è la fisica meccanica?

Con la meccanica spieghi il moto dei corpi.
La fisica meccanica è una delle branche più studiate a scuola!

Buona parte degli argomenti di fisica che vengono trattati a scuola ricadono nella meccanica. Questa disciplina si occupa del moto dei corpi e dei suoi comportamenti, determinando alcuni fattori specifici come la forza, l'accelerazione, la posizione e la velocità dei corpi.

I principi della meccanica possono essere osservati nella realtà che ci circonda, nel movimento dei pianeti, nel flusso del sangue del nostro corpo e nel movimento delle placche tettoniche.

La fisica meccanica si divide in tre aree: classica, relativistica, quantistica.

La meccanica classica studia i fenomeni fisici partendo dal moto dei corpi nello spazio e nel tempo, la meccanica relativistica studia i corpi che possiedono una velocità simile a quella della luce e la meccanica quantistica si interroga sui movimenti della materia che avvengono a livello atomico e subatomico.

A scuola si dà molto spazio alla fisica classica e alla teoria relativistica. Gli elementi di fisica quantistica sono approfondite nei licei scientifici.

Qual è il programma di fisica alle elementari e alle medie?

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Elementi di meccanica: dinamica, leggi di Newton...

La dinamica è un'area della fisica meccanica che studia il moto e le sue cause. Il principale scienziato in quest'area è stato Isaac Newton, che spiegò in maniera approfondita come avviene il movimento dei corpi. A partire da questi studi, Newton ha sviluppato tre leggi, basandosi anche sugli studi precedenti di Galileo Galilei e Giovanni Keplero.

Newton ha dimostrato la relazione tra i movimenti realizzati da un corpo e la sua massa, dando origine così alla dinamica.

Prima legge di Newton

La prima legge di Newton, più conosciuta come principio di inerzia, afferma che un corpo sottoposto a forze nulle rimarrà in stato di quiete, se in quiete, e avrà un moto rettilineo uniforme, se in moto. Vuol dire che un corpo tende a mantenere lo stesso stato, a meno che non interviene una forza che ne modifichi lo stato.

Seconda legge di Newton

La seconda legge di Newton, detta anche principio fondamentale della dinamica, afferma che la forza applicata a un corpo è uguale al prodotto tra l'accelerazione e la massa. L'equazione che rappresenta questa legge è: F=ma, dove F è la forza, m sta per massa e a per accelerazione.

Terza legge di Newton

Se un corpo X esercita una forza su un corpo Y, allora il corpo Y esercita una forza di uguale intensità ma di senso contrario a quella esercitata dal corpo X. La terza legge di Newton è conosciuta anche come principio di azione e reazione.

Fisica meccanica: la cinematica

La cinematica, come la dinamica, studia il movimento dei corpi, ma tiene in considerazione l'accelerazione, la velocità e la traiettoria di un corpo. A differenza della dinamica, non analizza le cause del movimento, ossia la forza applicata ai corpi, né la loro massa.

La cinematica cerca di capire i movimenti circolari e lineari, dividendo la materia in moto rettilineo uniforme e moto rettilineo uniformemente accelerato.

Attraverso lo studio della cinematica si può calcolare la velocità che raggiunge una moto in una strada, il tempo che impiega un taxi ad arrivare a destinazione e l'accelerazione di un corpo lungo la sua traiettoria.

Queste leggi fondamentali sono presenti in tutti i programmi di fisica al liceo scientifico e istituto tecnico!

Fisica statica e idrostatica

L'idrostatica è la branca della fisica che studia i fluidi insieme alla statica!
La fisica statica e idrostatica studiano i fluidi!

L'idrostatica studia qualunque tipo di liquido o gas che si trovi in equilibrio. Le ricerche in materia sono documentate da quando Archimede, matematico e fisico dell'antica Grecia, iniziò a fare sperimenti sulla meccanica dei fluidi.

Possiamo osservare le teorie idrostatiche nella nostra vita quotidiana. L'acqua che esce dai rubinetti o la pressione esercitata dall'aria sono alcuni fenomeni comuni. Il programma di fisica di scuola include esperimenti semplici che si possono realizzare anche in casa.

La statica è quella parte della meccanica che studia i corpi statici o, meglio, i punti materiali che non si muovono. La mancanza di moto equivale a un'accelerazione nulla, per cui tutte le forze applicate su un corpo rimangono in equilibrio.

L'oggetto della statica è quindi l'equilibrio dei corpi che può essere di tre tipi: instabile, indifferente o stabile.

Un corpo con equilibrio stabile ha la tendenza a tornare nella stessa posizione di equilibrio se sottoposto a una lieve forza. Nell'equilibrio indifferente il corpo sottoposto a una forza si posta ma ritrova subito un altro punto di equilibrio. Nel caso di equilibrio instabile basta una piccola forza per allontanarsi dalla posizione iniziale.

Se cerchi un lavoro nella fisica devi andare oltre le conoscenze di meccanica!

Fisica meccanica: tutto sulla gravitazione universale

La forza di gravità viene esercitata sui corpi che possiedono una massa!
A scuola tutti studiano il principio di gravitazione universale!

La legge di gravitazione universale è stata elaborata da Newton e spiega l'attrazione che esiste tra due corpi dotati di massa. E' come se questa forza fosse una linea immaginaria che collega due corpi.

La legge di gravitazione afferma che due corpi dotati di massa si attraggono con una forza direttamente proporzionale al prodotto delle masse e inversamente proporzionale al quadrato delle distanze. Grazie a questa legge è possibile determinare il raggio e la massa delle stelle, il periodo degli asteroidi e gli eventi astronomici.

Tutti questi argomenti di fisica meccanica sono inclusi nel programma scolastico di fisica. Per superare una verifica di fisica o la prova di fisica alla maturità dovrai partire dalle basi della materia.

Come avrai capito, la scienza in generale e la fisica, in particolare, sono alla continua ricerca di miglioramenti. Per poter avanzare con gli studi è necessario avere delle solide basi. Se lo fanno i grandi scienziati che si rifanno sempre agli studi precedenti per migliorarli, dovresti farlo anche tu!

Il segreto per studiare la fisica alle superiori è studiare passo dopo passo. La fisica meccanica è ampiamente trattata nel sistema scolastico. Conoscerla bene ti permetterà non solo di superare senza difficoltà verifiche ed esami, ma anche di prepararti a studiare fisica all'università.

Magari darai impulso alla meccanica quantistica e aiuterai la comunità scientifica internazionale a risolvere molti dubbi in materia!

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Catia

Traduttrice e scrittrice con una passione per le lingue